Тема 1: «Теплообмен. Тепловое равновесие»

1. Термометр подержали над огнем. После того как горелку выключили, показания термометра упали от 100°С до 99°С за две секунды. За сколько времени показания термометра уменьшатся от 60°С до 59°С? Считайте, что количество теплоты, ежесекундно передаваемое телом окружающей среде, прямо пропорционально разности температур между телом и окружающей средой. Температура в комнате 20°С.

2. Три однородных тела одинаковой массы, изготовленных из разных веществ, нагревают источниками тепла одинаковой мощности. На рис. приведены зависимости температуры тел от времени нагрева. Сравните удельные теплоемкости веществ, из которых изготовлены тела А, Б и В.

3. Очень капризная дама любит спать при температуре воздуха в комнате 14°С. Что бы понизить температуру, она открывает форточку. Обычная температура в комнате равна 26°С. Объем комнаты – 60 дм³. Определите, на сколько градусов можно нагреть 1 л воды, если использовать для этого все «выпущенное» из комнаты тепло. Плотность воздуха считайте постоянной и равной ρ=1,2 кг/м³.

4. Какое количество теплоты получили алюминиевая кастрюля массой 200г и находящаяся в ней вода массой 800г при их нагревании от 20 до 100°С?

5. Сколько нужно смешать горячей воды, имеющей температуру 90°С, и холодной, имеющей температуру 10°С, что бы получить 100 кг воды с температурой 30°С?

6. После опускания в воду, имеющею температуру 10°С, тела, нагретого до 100°С, через некоторое время установилась общая температура 40°С. Какой станет температура воды, если, не вынимая первого тела, в нее опустить еще одно такое же тело, нагретое до 100°С.

7. Для определения удельной теплоемкости вещества массой 35г его нагрели до 90°С и опустили в калориметр с водой. Масса воды в калориметре равна 200г, ее начальная температура равна 20°С. В результате установления термодинамического равновесия температуры вещества и воды стали равными 28°С. Пренебрегая теплообменом воды и исследуемого вещества с другими телами, определите удельную теплоемкость вещества.

8. Мощность, передаваемая спиралью электрочайника воде, равна 1,2кВт. Объем воды в чайнике равен 2л. Какой будет температура вода в чайнике через 2 минуты после его включения, если начальная температура воды равна 10°С?

Домашнее задание

1. Железный чайник массой 1 кг содержит 3л кипятка. Через 15 мин вода в чайнике остыла до 70°С. Какое количество теплоты при этом передано окружающей среде?

2. В стоящий на столе стакан налили горячую воду. На рис. приведен график зависимости температуры воды от количество отданной ею теплоты. Ответьте на вопросы:

a. чему равны начальная температура воды и температура окружающей среды;

b. какое количество теплоты отдала вода;

c. на сколько изменилась внутренняя энергия воды;

d. чему равна масса воды.

3. Температура 3л воды, налитой в таз, равна 10°С. Сколько надо долить в таз воды с температурой 80°С, чтобы температура смеси оказалась равной 45°С. Теплоемкостью таза и теплообменом с окружающими телами пренебречь.

4. Нагретое до 90°С стальное сверло массой 30г для охлаждения опустили в стакан с водой, имеющей температуру 20°С. Масса воды в стакане равна 200г. Определите температуру воды и сверла после установления термодинамического равновесия. Теплоемкостью стакана и теплообменом с окружающими телами пренебречь.

5. В чашку кофе, имеющего массу 200г и температуру 100°С, доливают 50г молока температурой 0°С. Считая, что теплоемкость молока равна теплоемкости кофе (это не табличные значения, они неизвестны!!!!), найдите изменение температуры смеси в чашке.

О1.- Электрический кипятильник мощностью 350 Вт не может нагреть 600г воды до кипения. Убедившись в этом, его выключают. На сколько понизится температура воды через 15 с после выключения кипятильника?

О2.- В калориметр с водой, температура которой t_в=20°С, переносят нагретые в кипятке одинаковые металлические шарики. После переноса первого шарика температура в калориметра поднялась до t₁=40°С. Какой станет температура воды в калориметре после переноса двух шариков? Трех? Сколько шариков надо перенести, что бы температура в калориметре стала равной 90°С?

Исследование: рассчитать время закипания домашнего электрочайника с реальным!!!!

1. Посмотреть мощность чайника и его объем

2. Считая температуру холодной воды из-под крана 5°С рассчитать сколько времени потребуется чайнику, что бы вскипятить свой полный объем.

3. Залить чайник холодной водой, вскипятить и замерить время.

Вывод: описать ВСЕ возможные причины по которым время рассчетное не совпало с измеренным!!!!!!